9.Особенности организации архей. ПР Изучение метод

1.

Особенности организации архей.
Практическая работа «Изучение методов
дезинфекции и стерилизации»

2.

Проблемная ситуация
После экскурсии контейнер с бутербродами случайно
упал на лабораторный стол. Стол протерли
салфеткой, но рядом стояла пробирка из опыта по
бактериям.
Подумайте:
• Можно ли просто сдуть пылинки и спокойно
есть еду?
• Какие организмы могут пережить жару,
дезинфицирующие вещества или обычную
уборку?

3.

Археи и три домена
Домен — самая крупная группа организмов в современной системе
живой природы. Вспомните, на какие домены делят живой мир?
• Археи внешне похожи на бактерий,
потому что их клетки не имеют ядра.
• Главные различия обнаружены в составе
мембран, клеточных стенок и
рибосомальной РНК.
• Название «археи» связано с
представлением об очень древнем
происхождении этой группы.
• Для науки археи остаются одной из
самых малоизученных ветвей жизни.
Археи
Эукариоты
Бактерии
Три домена

4.

Почему археи выделены отдельно
Археи или археобактерии – древнейшие организмы на Земле.
• В 1977 году Карл Вёзе сравнил прокариот по
молекулярным признакам.
• Часть организмов оказалась не бактериями, а
особой ветвью жизни.
• У архей другой химический состав клеточных
структур и особые способы обмена веществ.
• Многие археи трудно выращивать в
лаборатории, поэтому их классификация
продолжает уточняться.
• Молекулярно-генетические методы
помогают находить архей там, где их раньше
не замечали.

5.

Клетка археи
Прокариоты — организмы, клетки которых не имеют оформленного
ядра.
• Клетка археи обычно очень мала и устроена
проще, чем клетка растения или животного.
• Внутри находятся цитоплазма, рибосомы и
наследственный материал без ядерной
оболочки.
• Археи размножаются делением клетки
надвое.
• У некоторых видов клетки объединяются в
нити или скопления.
• Несмотря на простое строение, археи могут
иметь очень необычный обмен веществ.

6.

Клетка археи
Пили (ворсинки)
Цитоплазма
ДНК
Рибосомы
Плазматическая
мембрана
Плазмида
Гранулы
Капсула
Клеточная стенка
Археллум

7.

Мембрана и стенка
Клеточная мембрана — тонкая оболочка, которая отделяет клетку от
среды и регулирует обмен.
• Мембраны архей отличаются от мембран
бактерий и эукариот: они однослойные.
• У многих архей мембрана более жёсткая
и помогает выдерживать экстремальные
условия.
• Клеточная стенка у архей может быть
толстой или тонкой.
• В стенке архей нет типичного
бактериального муреина, им присущ
псевдомуреин.
• Именно оболочки помогают археям жить
в горячих, кислых или соленых средах.

8.

Форма и размеры
• Археи могут быть шаровидными,
палочковидными, нитевидными и даже
почти квадратными.
• Их размеры обычно находятся в
микроскопическом диапазоне.
• Отдельные виды образуют нити, которые
хорошо заметны в микропрепаратах.
• Снаружи археи часто похожи на
бактерий, поэтому одного внешнего вида
недостаточно для определения.
• Точное изучение требует микроскопии и
молекулярных методов.

9.

Движение архей
Археллум — белковая нить, с помощью которой некоторые археи
передвигаются.
• Археллумы внешне напоминают жгутики
бактерий, но отличаются строением.
• При вращении археллума клетка может
двигаться вперед или назад.
• У отдельных архей скорость движения
очень велика относительно длины тела
(500 длин тела в секунду).
• Движение помогает клеткам находить
подходящую температуру, свет или
источник питания.
• Это пример того, как простая клетка
может обладать «сложным поведением».

10.

Где живут археи
Экстремофилы — организмы, которые способны жить в условиях,
опасных для большинства видов.
• Архей впервые заметили в горячих
вулканических источниках.
• Позже их нашли в океаническом
планктоне, почвах, болотах и организмах
животных.
• Некоторые виды выдерживают высокую
температуру, сильную кислотность или
большую солёность.
• Другие археи живут в обычных условиях
и участвуют в круговороте веществ.
• Распространение архей оказалось
намного шире, чем предполагали раньше.

11.

Термофильные археи
Термофилы — организмы, приспособленные к жизни при высокой
температуре.
• Термофильные археи встречаются в
горячих источниках и гидротермальных
зонах океана.
• Некоторые представители выдерживают
температуру около 100 °C и выше.
• Их ферменты не разрушаются там, где
обычные белки теряют форму.
• Такие ферменты интересны
биотехнологам и исследователям
экстремальных сред.
• Термофилы помогают понять, как жизнь
могла существовать на ранней Земле.

12.

Галофильные археи
Галофилы — организмы, которым необходима среда с очень
высокой соленостью.
• Галофильные археи живут в соленых озерах,
солончаках и насыщенных солевых растворах.
• Их пигменты могут окрашивать воду в
розовые, красные и пурпурные оттенки.
• Окраска помогает защищаться от избытка
солнечной радиации.
• Некоторые галофилы используют свет как
источник энергии, но не являются растениями.
• Такие археи показывают, что жизнь способна
приспосабливаться к необычной химической
среде.

13.

Метаногенные археи
Метаногены — археи, которые образуют метан в бескислородной
среде.
• Метаногены живут в болотах, илах,
пищеварительном тракте травоядных
животных и биореакторах.
• Они получают энергию без кислорода и
выделяют метан как побочный продукт.
• Их деятельность используют при получении
биогаза из органических отходов.
• Метаногены участвуют в круговороте
углерода на планете.
• Важно помнить, что метан является горючим
газом и требует осторожного обращения.

14.

Значение архей
• Археи входят в состав многих микробных
сообществ Земли.
• Они участвуют в круговороте углерода, серы,
азота и других веществ.
• Некоторые археи могут стимулировать рост
растений через влияние на почвенную среду.
• Метаногены применяются в очистке сточных
вод и производстве биогаза.
• Ферменты экстремофильных архей
используют там, где нужны устойчивость и
высокая надежность.

15.

Интересные факты
• Архей находят в морском снеге — комочках
органических частиц, плавающих в океане.
• Глубоководные археи могут жить около
«чёрных курильщиков» без солнечного
света.
• Есть археи, которые обнаружены под
километровыми слоями льда в Гренландии и
Антарктиде.
• Некоторые археи кишечника помогают
травоядным животным переваривать
растительную пищу.
• Из-за устойчивости архей их изучают
при обсуждении жизни на других
планетах.